Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)
Будущая конференция
Архив конференций
2023 2022 2021 2020 2019 2018 2017 2016 2015 2014 2013 2012 2011 2010 2009 2008 2007 2006 2005 2004 2003
Личный кабинет
Зарегистрироваться на сайте Войти на сайт Забыли пароль?
Электронный сборник статей
«Информационные технологии в дистанционном зондировании Земли - RORSE 2018»
Журнал
«Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Дополнительная информация
Контакты Полезная информация
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:

Пятнадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса"

XV.ПД.191

Многолетние аэрокосмические наблюдения температуры земной поверхности Северо-Западного региона РФ

Тронин А.А. (1), Горный В.И. (1), Груздев В.Н. (1), Шилин Б.В. (1)
(1) Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, Санкт-Петербург, Россия
Рассмотрены специфические для тепловой аэрокосмической съемки подходы к извлечению информации, заключенной во временных рядах температуры земной поверхности. Особенностью тепловой аэрокосмической съемки, использующей инфракрасный - тепловой диапазон электромагнитных волн является наличие суточной, годовой и многолетней тепловой ритмики экзогенного источника тепла (солнечной радиации), действие которого формирует закономерную тепловую реакцию земной поверхности. Показано, что в последние десятилетия наблюдаются устойчивые многолетние тенденции роста температуры поверхности как у водоемов, так и урбанизированных территорий. Применение теплоинерционного подхода к анализу временных рядов, отражающих суточные вариации температуры земной поверхности, позволило картировать теплофизические характеристики земной поверхности и на этой основе прогнозировать детальное пространственное распределение температуры земной поверхности при любых сценариях изменения климата и урбанизации. В отличии от спутниковых тепловизоров отсутствие отечественных измерительных авиационных тепловизионных систем ограничило набор алгоритмов, используемых для извлечения информации, заключенной во временных рядах температуры земной поверхности. Для этого используются, в основном, статистические методы выделения аномалий температуры земной поверхности и методы, основанные на изменении ситуации на материалах повторных съемок (change detection). Тем не менее, технологии применения тепловой аэросъемки для выявления сбросов промышленных и бытовых вод в акватории рек и контроль технического состояния городских систем теплоснабжения доведены до уровня широкой практической реализации.

Ключевые слова: дистанционное зондирование, температура, тепловые ритмы, временной ряд, изменение климата, урбанизация, информация, прогноз, экологическая безопасность.
Литература:
  1. Алимов А.Ф., Голубков С.М. Изменения в экосистемах восточной части Финского залива // Вестник Российской Академии Наук. 2008. Т.78, №3. С. 223-234.
  2. Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации: М.: Росгидромет, 2014. 1008 с.
  3. Гаврилов Д.С., Шилин Б.В. Мониторинг загрязнений акваторий с помощью авиационного тепловизионного комплекса // Оптический журнал. 2004. Т. 71. № 3. С. 77-82.
  4. Горный В.И., Шилин Б.В., Ясинский Г.И. Тепловая аэрокосмическая съемка. М.: Недра, 1993. 128 с.
  5. Горный В.И., Крицук С.Г., Латыпов И.Ш., Тронин А.А., Шилин Б.В. Дистанционный измерительный мониторинг теплопотерь городских и промышленных агломераций (на примере Ст-Петербурга и Хельсинки) // Теплоэффективные технологии. Информационный бюллетень. № 2. 1997. C. 17-23.
  6. Горный В.И., Груздев В.Н., Крицук С.Г., Латыпов И.Ш., Тронин А.А., Шилин Б.В. Сравнение теплопотерь теплопроводов с различными типами изоляции методом полевой инфракрасной радиометрии // Теплоэффективные технологии. Информационный бюллетень. №4. 1997. C. 54-59.
  7. Горный В.И. Геодинамика Восточно-Европейской и Западно-Сибирской платформ (по данным дистанционного геотермического метода) // Региональная геология и металлогения. Сентябрь. 2000. №12. C.76-86.
  8. Горный В.И., Теплякова Т.Е. О влиянии эндогенного тепла Земли на формирование в бореальной зоне локальных ареалов неморальной растительности // ДАН. 2001. Т. 378. №5. География. С. 560-561.
  9. Горный В.И. Космические измерительные методы инфра-красного теплового диапазона при мониторинге потенциально опасных явлений и объектов // Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса. 2004. Т. 2. № 1. С. 10-16.
  10. Горный В.И. Распределение конвективного теплового потока в Беломорском регионе по данным дистанционного геотермического метода // Природная среда Соловецкого архипелага в условиях меняющегося климата. Под ред. Ю.Г.Шварцмана, И.Н.Болотова. Екатеринбург, УрО РАН, 2007. C. 26-28.
  11. Горный В.И., Крицук С.Г., Латыпов И.Ш. Термодинамический подход для дистанционного картографирования нарушенности экосистем // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т.8. №2. С. 179-194.
  12. Горный В.И., Крицук С.Г., Латыпов И.Ш., Храмцов В.Н. Верификация крупномасштабных карт термодинамического индекса нарушенности экосистем // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 4. С. 201–212.
  13. Горный В.И., Крицук С.Г., Латыпов И.Ш., Тронин А.А. Особенности минералогической зональности рудно-магматических систем, вмещающих кварцево-жильные месторождения золота (по материалам спутниковой спектрометрии) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 3. С.140–156.
  14. Горный В.И., Лялько В.И., Крицук С.Г., Латыпов И.Ш., Тронин А.А., Филиппович В.Е., Станкевич С.А, Бровкина О.В., Киселев А.В., Давидан Т.А., Лубский Н.С. Крылова А.Б. Прогноз тепловой реакции городской среды Санкт-Петербурга и Киева на изменение климата (по материалам съемок спутниками EOS и Landsat) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 2. С. 176–191.
  15. Горный В.И., Крицук С.Г., Латыпов И.Ш., Тронин А.А., Киселев А.В., Бровкина О.В., Филиппович В.Е., Станкевич С.А., Лубский Н.С. Теплофизические свойства поверхности городской среды (по результатам спутниковых съемок Санкт-Петербурга и Киева) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 3. С. 74–89. А.
  16. Горный В.И., Донченко В.К., Самуленков Д.А., Сапунов М.В., Бровкина О.В., Крицук С.Г., Латыпов И.Ш., Тронин А.А. О циркуляции воздушных масс в «тепловых островах» городов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. №4. Б.
  17. Груздев В.Н., Зайцев В.А., Шилин Б.В. Развитие технических средств и методики тепловой аэросъемки. Труды международной конференции «Прикладная оптика – 2008». Санкт-Петербург, 20-24 октября 2008 г., стр. 251-258.
  18. Крицук С.Г., Горный В.И., Латыпов И.Ш. Повышение детальности спутникового картографирования теплофизических характеристик земной поверхности // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 5. С. 277–290.
  19. Науменко М. А. Термический режим Ладожского озера: М. А. Науменко, В. А. Гузиватый, С. Г. Каретников // Ладога. СПб.: Ин-т озероведения РАН. 2013. С. 137–151.
  20. Станкевич С.А., Филиппович В.Е., Лубский Н.С., Крылова А.Б., Крицук С.Г., Бровкина О.В., Горный В.И., Тронин А.А. Интеркалибрация методов восстановления термодинамической температуры поверхности урбанизированной территории по материалам тепловой космической съёмки // Український журнал дистанційного зондування Землі. 2015. №7. C. 14–23.
  21. Тронин А.А., Шилин Б.В. Мониторинг шлейфов городских очистных сооружений Санкт-Петербурга аэрокосмической тепловой съёмкой // Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса. 2008. №5. Том 2. С. 586-594.
  22. Тронин А.А., Шилин Б.В. Космическое тепловидение при решении задач экологической безопасности // Оптический журнал. 2015. Вып. 7. Т. 82, С. 19-24.
  23. Шилин Б.В., Молодчинин И.А. Контроль состояния окружающей среды тепловой аэросъёмкой. М.: Недра, 1992. 76 с.
  24. Шилин Б.В., Тронин А.А. Тепловая аэросъемка. История, развития и состояние // Оптический журнал. 2015. Т. 82. № 7. С. 4-9.
  25. Avissar R, Pielke R.A. A parameterization of heterogeneous land surfaces for atmospheric numerical models and its impact on regional meteorology // Monthly Weather Review. 1989. 117. P. 2113–2136. http://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/1520-0493(1989)117%3C2113%3AAPOHLS%3E2.0.CO%3B2 (актуально в 2017).
  26. Bradtke K., A. Herman and J.A. Urbański. Spatial and Interannual Variations of Seasonal Sea Surface Temperature Patterns in the Baltic Sea // Oceanologia. 2010. 52 (3). P. 345—362. doi: 10.5697/oc.52-3.345.
  27. Brown O. B. and Minnett P. J. MODIS Infrared Sea Surface Temperature Algorithm. Algorithm Theoretical Basis Document. 1999. Version 2.0. P. 98.
  28. Caldeira K. and Wickett M. E. Anthropogenic carbon and ocean pH. Nature. 2003. P. 425 (6956): 365–365. doi: 10.1038/425365a.
  29. Cotton W.R., Pielke R.A. Human Impacts on Weather and Climate: Cambridge: University Press, 2007. 308 p. http://www.geoversum.by/catalog/item677.html (актуально в 2017).
  30. Cracknell A.P., Xue Y. Thermal inertia determination from space − a tutorial review // International Journal of Remote Sensing. 1996. Vol. 17. No. 3. P. 431−461.
  31. Cracknell, A.P. The Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR). London: Taylor & Francis, 1997. 534 p.
  32. Gorny V.I., Kritsuk S.G., Latipov I.Sh., Tronin A.A., and Shilin B.V. Estimation of Nuclear Power Plants Influence on the Baltic Sea Thermal State by Using Infrared Thermal Satellite Data // International Journal of Remote Sensing. 2000. Vol. 21. Issue 12. P. 2479-2496. doi:10.1080/01431160050030574.
  33. Gornyy V.I., Kritsuk S. G., Latypov I. Sh.. Remote Mapping of Thermodynamic Index of Ecosystem Health Disturbance // Journal of Environmental Protection. 2010. No 1. P. 242-250.
  34. Jaeger J.C. Conduction of heat in a solid with periodic boundary conditions with application to the surface temperature of the moon // Proceedings of the Cambridge philosophical society. 1953. Vol. 49. part 2. P. 355-359.
  35. Juan-Carlos Jiménez-Muñoz and José A. Sobrino. Split-Window Coefficients for Land Surface Temperature Retrieval From Low-Resolution Thermal Infrared Sensors // IEEE GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING LETTERS. 2008. Vol. 5, No. 4. P. 806-809.
  36. Philander S. George, ed. Encyclopedia of Global Warming & Climate Change. London: SAGE Publications, Inc. 2012. P. 1641.
  37. Price J.C. On the use of satellite data to infer surface fluxes at meteorological scales // Journal of Applied Meteorology. 1982. Vol. 21. P. 1111−1122.
  38. Saradjian M. R. and Akhoondzadeh M. Thermal anomalies detection before strong earthquakes (M>6.0) using interquartile, wavelet and Kalman filter methods. Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 2011. No. 11. P. 1099–1108.
  39. Sekioka M. and Yuhara K. Heat Flux Estimation in Geothermal Areas Based on the Heat Balance of Ground Surface // Journal of Geophysical Research. 1974. V. 79. No 14. P. 2053-2058.
  40. Singh, Ashbindu. Review Article Digital change detection techniques using remotely-sensed data // International Journal of Remote Sensing.1989. Vol. 10. Issue 6. P. 989 - 1003.
  41. SST data sets: overview & comparison table. https://climatedataguide.ucar.edu/climate-data/sst-data-sets-overview-comparison-table (актуально в 2017).
  42. Stramska M. and Białogrodzka J. Spatial and Temporal Variability of Sea Surface Temperature in the Baltic Sea Based on 32-years (1982–2013) of Satellite Data // Oceanologia. 2015. 57(3). P. 223-292. doi:10.1016/j.oceano.2015.04.004.
  43. Tramutoli V., Corrado R., Filizzola C., Genzano N., Lisi1 M., Paciello R. and Pergola N. One year of RST based satellite thermal monitoring over two Italian seismic areas // Bollettino di Geofisica Teorica ed Applicata. 2015. Vol. 56. No. 2. P. 275-294.
  44. Tronin А. The satellite-measured sea surface temperature change in the Gulf of Finland // International Journal of Remote Sensing. 2017. Vol. 38, No 6, P. 1541-1550.
  45. Watson K., Rowan L.C., Offield T.V. Application of Thermal Modelling in Geologic Interpretation of IR Images // Proceedings of 7-th International Symposium on Remote Sensing of Environment. Ann Arbor. Michigan. 1971. P. 2017–2041.
  46. Xue Y., Cracknell A.P. Advanced Thermal Inertia Modeling // International Journal of Remote Sensing. 1995. Vol. 16. No. 3. P. 431–446.

Пленарные доклады

7